JP7320683B2 - レゾルバ - Google Patents
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Description
[A.全体構成]
図1は第一実施形態としてのレゾルバ1の構成を示す模式図である。本実施形態のレゾルバ1は、二相励磁単相出力型の検出器であって、振幅変調された交流信号を入力し、それを用いて位相変調された信号から回転角を検出する変調波型レゾルバである。レゾルバ1は、ロータ2(回転子)とステータ3(固定子)と制御装置4とを備え、ステータ3に対するロータ2の回転角を検出する。ロータ2は、ステータ3に対して回転中心Cまわりに回転可能に軸支され、ステータ3は、図示しないケーシングに対して固定される。ロータ2及びステータ3の各々にはシート状に形成された複数のシートコイルが設けられる。
図3はステータ3を軸方向から視た図(以下「平面図」という)であり、図4はロータ2の平面図である。図3に示すように、ステータ3は、中央に円形の孔があいたシート状の基板7と、この基板7に形成された径の異なる四つの円環状のコア3A(図2参照)と、各コア3A上に設けられた上記のシートコイル11,12,15,21,22,25とを有する。本実施形態のレゾルバ1では、ステータ3に設けられた励磁コイル11,12,21,22が、交流信号の入力される正弦コイル11,21及び余弦コイル12,22である。
すなわち、図5(b)及び図7に示すように、一対のくし型閉コイル12A,12Bは、第一くし型閉コイル12Aと、第二くし型閉コイル12Bとを有する。各くし型閉コイル12A,12Bは、回転中心Cを中心とした外円及び内円のそれぞれに沿って延びる円弧部12d,12fを有する。各円弧部12d,12fは、接続部12Cの周辺で円が途切れた形状となっている。接続部12Cは、一対のくし型閉コイル12A,12Bを基板7の裏面のパターンを通じて互いに接続する部分(スルーホール)であり、余弦コイルパターンと同層(すなわち基板7の裏面)に配置される。
(1)上述したレゾルバ1によれば、一対のくし型閉コイル11A及び11B,12A及び12Bのコイルパターンによって正弦コイル(本実施形態では第一正弦励磁コイル11)及び余弦コイル(本実施形態では第一余弦励磁コイル12)が形成されるため、基板7の同一層で正弦コイル11を完結でき、同様に、基板7の同一層で余弦コイル12を完結できる。
図11は、第一実施形態の第一変形例に係るレゾルバのステータ30を示す平面図である。本変形例に係るレゾルバのロータは図示を省略しているが、ロータ及びステータ30には、上記の実施形態と同様、軸倍角がnXの励磁コイル31,32及び検出コイルを含む第一コイル群と、軸倍角が1Xの励磁コイル41,42及び検出コイルを含む第二コイル群とが設けられる。ステータ30には、上記のステータ3と同様、第一励磁コイル31,32及び第二励磁コイル41,42と、第一受信アンテナコイル35及び第二受信アンテナコイル45とが設けられ、ロータには、上記のロータ2と同様、第一検出コイル及び第二検出コイルと、第一送信アンテナコイル及び第二送信アンテナコイルとが設けられる。本変形例に係るレゾルバにおいても、第一励磁コイル31,32及び第二励磁コイル41,42にはそれぞれ、電気角の位相が互いに90度相違する交流信号が入力される。
図12及び図13は、第一実施形態の第二変形例に係るレゾルバのロータ2′及びステータ30′をそれぞれ示す平面図である。本変形例のレゾルバは、軸倍角が1Xのコイルを使用する代わりに多極コイルを使用する点で、上記実施形態及び第一変形例とは異なる。
図14は第二実施例としてのレゾルバ71の構造を示す模式図である。このレゾルバ71は単相励磁二相出力型のレゾルバ71であって、交流信号を入力するとともに振幅変調された信号から回転角を検出するインダクティブ型レゾルバ(インダクティブセンサ)である。レゾルバ71は、ロータ72(回転子)とステータ73(固定子)と制御装置74とを備える。ロータ72は、ステータ73に対して回転可能に軸支される円盤状の部材である。ステータ73は、図示しないケーシングに対して固定される円盤状の部材である。ステータ73には、励磁コイル81,86や検出コイル82,83,87,88が設けられる。一方、ロータ72にはコイルが設けられず、導体84,89が設けられる。
上述した各レゾルバの構成は一例であって、上述したものに限られない。上記の実施形態及び各変形例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はなく、上記の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせることができる。
上記の各実施形態及び各変形例で例示したくし型閉コイルの形状は一例であり、具体的なコイル形状はこれに限定されない。例えば、一対のくし型閉コイルが一筆書きとなるように導体を配索してもよい。
2,2′,72 ロータ(回転子)
2A コア
3,3′,30,30′,73 ステータ(固定子)
3A コア
6,76 信号処理回路
7,7′,7″ 基板
8,8′,8″ 基板
10 第一コイル群
11,11′,31,31′ 第一正弦励磁コイル(励磁コイル,正弦コイル)
11A,31A,31A′ 第一くし型閉コイル
11B,31B,31B′ 第二くし型閉コイル
11C 接続部
11d,11d′,11d″,31d 円弧部
11e 第一凸部
11f,11f′,11f″,31f 円弧部
11g 第二凸部
12,12′,32,32′ 第一余弦励磁コイル(励磁コイル,余弦コイル)
12A,32A,32A′ 第一くし型閉コイル
12B,32B,32B′ 第二くし型閉コイル
12C 接続部
12d 円弧部
12e 第一凸部
12f 円弧部
12g 第二凸部
13,33′ 第一検出コイル(検出コイル)
14,34′ 第一送信アンテナコイル(アンテナコイル)
15,35′ 第一受信アンテナコイル(アンテナコイル)
80 第一コイル群
81 第一励磁コイル
82 第一正弦検出コイル(検出コイル,正弦コイル)
82A 第一くし型閉コイル
82B 第二くし型閉コイル
83 第一余弦検出コイル(検出コイル,余弦コイル)
83A 第一くし型閉コイル
83B 第二くし型閉コイル
84 第一導体
85 第二コイル群
86 第二励磁コイル
87 第二正弦検出コイル
88 第二余弦検出コイル
89 第二導体
C 回転中心
Claims (8)
- ロータのステータに対する回転角を検出するレゾルバであって、
前記ロータまたは前記ステータに設けられ、シート状の基板に形成された励磁コイルと、
前記ロータまたは前記ステータに設けられ、シート状の基板に形成された検出コイルと、
前記励磁コイルおよび前記検出コイルのいずれか一方は、電気角の位相が互いに90度相違する交流信号が入力される正弦コイル及び余弦コイルであり、
前記正弦コイルは、互いに接続されて磁極を形成する一対のくし型閉コイルの正弦コイルパターンが前記基板の同一層に配置され、
前記余弦コイルは、互いに接続されて磁極を形成する一対のくし型閉コイルの余弦コイルパターンが前記基板の同一層に配置されており、
各々の前記一対のくし型閉コイルは、
前記ロータの回転中心を中心とした外円に沿う円弧部、及び、当該円弧部に沿った円弧から前記回転中心を中心とし前記外円の径方向内側に位置する内円側の円弧に向かって延びる第一凸部を組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる第一くし型閉コイルと、
前記内円に沿う円弧部、及び、当該円弧部に沿った円弧から前記外円側の円弧に向かって延びる第二凸部を組み合わせた形状をなすように導体を配索してなる第二くし型閉コイルと、を有する
ことを特徴とする、レゾルバ。 - 前記第一くし型閉コイル及び前記第二くし型閉コイルで形成される磁極のコイル面積が互いに同等である
ことを特徴とする、請求項1記載のレゾルバ。 - 前記正弦コイル及び前記余弦コイルは、一枚の基板の同一面に配置される
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のレゾルバ。 - 前記正弦コイル及び前記余弦コイルは、一枚の基板の反対面に配置される
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のレゾルバ。 - 前記励磁コイルと前記検出コイルとが、前記ロータと前記ステータとに対向配置される変調波型レゾルバである
ことを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載のレゾルバ。 - 前記レゾルバは、二相励磁単相出力型である
ことを特徴とする、請求項5記載のレゾルバ。 - 前記回転角を演算して出力する信号処理回路を備え、
前記ロータ及び前記ステータはいずれも、前記基板に設けられたシート状のアンテナコイルを有し、
前記信号処理回路は、前記ステータ側に設けられた前記アンテナコイルの電圧の出力波形の位相変化に基づいて前記回転角を求める
ことを特徴とする、請求項6記載のレゾルバ。 - 前記励磁コイルおよび前記検出コイルが、ともに前記ステータに設けられるとともに、
前記ロータが、前記回転角に応じた大きさで前記励磁コイルの磁界を打ち消す方向に反磁界を生成する導体を有するインダクティブ型レゾルバである
ことを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載のレゾルバ。
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